Chemiker synthetisieren einen verbesserten Baustein für Medikamente

Große Hürde bei der Synthese einer stabileren Form von Heterozyklen - einem häufigen Bestandteil der meisten modernen Pharmazeutika - überwunden

08.07.2024

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Chemiker haben eine große Hürde bei der Synthese einer stabileren Form von Heterozyklen überwunden - einer Familie organischer Verbindungen, die ein häufiger Bestandteil der meisten modernen Arzneimittel sind.

Die Forschungsergebnisse, die das Instrumentarium für Arzneimittelentwickler zur Verbesserung des Sicherheitsprofils von Medikamenten und zur Verringerung von Nebenwirkungen erweitern könnten, wurden von organischen Chemikern der University of British Columbia (UBC), des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of Michigan in Science veröffentlicht.

"Azetidine sind eine besonders nützliche, stabile Form von Heterozyklen, aber ihre Synthese war bisher eine unglaubliche Herausforderung", sagt Dr. Corinna Schindler, Canada Research Chair in synthetischen Lösungen für bioaktive Verbindungen an der UBC und Hauptautorin des Artikels.

Supaporn Niyomchon, Leticia González und Nuno Maulide

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Heterozyklen spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung moderner Arzneimittel, darunter Krebsmedikamente und Antibiotika. Einigen Untersuchungen zufolge enthalten 85 Prozent aller biologisch aktiven chemischen Substanzen einen Heterozyklus.

Viele Heterozyklen, die derzeit bei der Entwicklung von Arzneimitteln verwendet werden, neigen jedoch dazu, unter physiologischen Bedingungen zu oxidieren. Dies kann zu Off-Target-Effekten und Problemen mit dem Sicherheitsprofil von Medikamenten führen.

Azetidine - organische Verbindungen, die drei Kohlenstoffatome und ein Stickstoffatom enthalten und bei Raumtemperatur flüssig sind - sind dafür bekannt, dass sie metabolisch robust sind und unter physiologischen Bedingungen keine Oxidationsreaktionen eingehen.

"Dies ist etwas, was synthetische organische Chemiker seit langem zu erreichen versuchen, und wir hoffen, dass dies die Forscher in die Lage versetzen wird, neue synthetische Umwandlungen von Azetidinen mit nützlicheren chemischen und medizinischen Funktionen zu entwickeln", sagt Dr. Schindler, dessen Labor die Forschung an der University of Michigan mit der Doktorandin Emily Wearing und in Zusammenarbeit mit dem Labor von Dr. Heather Kulik am Massachusetts Institute of Technology durchgeführt hat.

Das Team nutzte lichtgesteuerte Reaktionen und einen rechnerischen Ansatz zur Lösung des Problems und war zum ersten Mal in der Lage, Verbindungen, die Imine genannt werden, produktiv in Reaktionen zur Bildung neuer Azetidine einzusetzen.

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Originalveröffentlichung

Emily R. Wearing, Yu-Cheng Yeh, Gianmarco G. Terrones, Seren G. Parikh, Ilia Kevlishvili, Heather J. Kulik, Corinna S. Schindler; "Visible light–mediated aza Paternò–Büchi reaction of acyclic oximes and alkenes to azetidines"; Science, Volume 384

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